[發(fā)明專利]一種基于路標點的雙目視覺導航方法與裝置

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• 申請日: 2021-07-05
• 公開（公告）號: CN113674340A
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發(fā)明（設計）人: 蘇慶華;張娣娣;傅景超;陳雨;吳昊;李俊韜
• 申請（專利權）人: 北京物資學院
• 主分類號: G06T7/70
• 分類號: G06T7/70;G06T7/66;G06T5/00;G01C21/34
• 代理公司: 北京卓嵐智財知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11624
• 代理人: 郭智

1.一種基于路標點的雙目視覺導航方法，其特征在于，包括以下步驟：

對雙目相機所獲取的圖像進行預處理，包括矯正圖像成像過程的畸變、提取圖像的路標點作為特征點以及選取圖像的關鍵幀并形成關鍵幀庫；

根據經過預處理的圖像、圖像的特征點以及所述圖像的關鍵幀進行位姿估計；

根據位姿估計的結果篩選所述關鍵幀庫中的關鍵幀；

利用篩選后的關鍵幀庫中的數據進行位姿優(yōu)化。

2.根據權利要求1所述的一種基于路標點的雙目視覺導航方法，其特征在于，所述矯正圖像成像過程的畸變，具體包括：

將三維空間點投影到歸一化通向平面，對所述歸一化通向平面上的點進行徑向畸變矯正和切向畸變矯正，再將糾正后的點投得到像素平面，得到該點在圖像上的正確位置。

3.根據權利要求1所述的一種基于路標點的雙目視覺導航方法，其特征在于，所述提取圖像的路標點作為特征點，具體包括：

分別在雙目相機左右兩個相機對應圖像中選取像素點p,設所述像素點p的亮度為I_p,設置一個圖像亮度閾值為I_T,I_T＝0.25I_p，然后以所述像素點p為中心，選取半徑為3像素的圓上的16個像素點，若所述半徑為3像素的圓上有連續(xù)的N個點亮度大于I_p+I_T或小于I_p-I_T，那么p被認為是特征點。

4.根據權利要求1所述的一種基于路標點的雙目視覺導航方法，其特征在于，所述選取圖像的關鍵幀，具體包括：

設置選取的關鍵幀間最小間隔為n幀，n表示相機幀率即每秒鐘顯示的幀數；

和，設置選取的關鍵幀最少追蹤特征點數目為m個，m是根據影響大小和質量預先設置的特征點數；

和，選取的下一個關鍵幀與上一個關鍵幀中的重合特征少于75％。

5.根據權利要求4所述的一種基于路標點的雙目視覺導航方法，其特征在于，所述利用篩選后的關鍵幀庫中的數據進行位姿優(yōu)化，具體包括：

根據所述關鍵幀庫中的數據，對雙目相機所獲取的圖像的所有幀進行特征匹配；

根據特征匹配結果以獲取窗口內所有的路標點3D、2D對應關系；

根據所述路標點3D、2D對應關系對關鍵幀位姿和路標點進行優(yōu)化。

6.一種基于路標點的雙目視覺導航裝置，其特征在于，包括：

預處理單元，用于對雙目相機所獲取的圖像進行預處理，包括矯正圖像成像過程的畸變、提取圖像的路標點作為特征點以及選取圖像的關鍵幀并形成關鍵幀庫；

估計單元，用于根據經過預處理的圖像、所述圖像的特征點以及所述圖像的關鍵幀進行位姿估計；

篩選單元，用于根據位姿估計的結果篩選所述關鍵幀庫中的關鍵幀；

優(yōu)化單元，用于利用篩選后的關鍵幀庫中的數據進行位姿優(yōu)化。

7.根據權利要求6所述的一種基于路標點的雙目視覺導航裝置，其特征在于，所述矯正圖像成像過程的畸變，具體包括：

投影模塊，用于將三維空間點投影到歸一化通向平面，對所述歸一化通向平面上的點進行徑向畸變矯正和切向畸變矯正，再將糾正后的點投得到像素平面，得到該點在圖像上的正確位置。

8.根據權利要求6所述的一種基于路標點的雙目視覺導航裝置，其特征在于，所述提取圖像的路標點作為特征點，具體包括：

特征點選擇模塊，用于分別在雙目相機左右兩個相機對應圖像中選取像素點p,設所述像素點p的亮度為I_p,設置一個圖像亮度閾值為I_T,I_T＝0.25I_p，然后以所述像素點p為中心，選取半徑為3像素的圓上的16個像素點，若所述半徑為3像素的圓上有連續(xù)的N個點亮度大于I_p+I_T或小于I_p-I_T，那么p被認為是特征點。